Wie lassen sich die leichtesten Elementarteilchen im Universum wiegen? Das KATRIN-Experiment am Karlsruher Institut für Technologie erforscht die Masse von Neutrinos, um neue Erkenntnisse über das Universum zu gewinnen.
Im Jahr 2019 ist am Karlsruher Institut für Technologie ein Experiment gestartet, das sich mit der Masse von Neutrinos beschäftigt. Neutrinos sind Elementarteilchen, die fast überall im Universum zu finden, aber extrem schwer zu messen sind. Dabei gelten sie als einer der Schlüssel, um das Universum zu verstehen. Dazu gehört es auch, die Masse dieser Elementarteilchen zu bestimmen.
Wenn man die Neutrinomasse versteht, würde man vielleicht den Ursprung der Masse an sich besser verstehen. Und das ist eine der offenen und spannenden Fragen im Universum.
Susanne Mertens, Direktorin des Max-Planck-Instituts für Kernphysik
Um die Masse von Neutrinos zu erforschen, wurde das KATRIN-Experiment (Karlsruhe Tritium Neutrino Experiment) entwickelt. Dazu wird der Energieverlust beim Betazerfall von Tritium gemessen. Wenn dieses radioaktive Material zerfällt, dann wird jeweils ein Elektron und ein Neutrino ausgesandt. Und beide Teilchen teilen sich die dabei freigesetzte Energie auf. Über die Energie des Elektrons kann so indirekt auch die Energie des Neutrinos gemessen werden.
Wir haben 2019 mit den Messungen begonnen — denn es dauert viele, viele Jahre, genügend Betazerfälle zu beobachten, sodass man wirklich eine Aussage über die Neutrinomasse treffen kann.
Susanne Mertens, Direktorin des Max-Planck-Instituts für Kernphysik
Ein konkretes Ergebnis gibt es noch nicht, bisher konnte nur eine Obergrenze festgelegt werden. Immerhin: Damit ist KATRIN das erste Experiment, das die Masse eines Neutrinos so weit eingrenzen konnte. Bis 2025 gehen die Messungen weiter, in der Hoffnung, das tatsächliche Gewicht von Neutrinos genauer bestimmen zu können.
Wie lassen sich die leichtesten Elementarteilchen im Universum wiegen? Und was erhofft sich die Wissenschaft von dem Ergebnis? Darüber spricht detektor.fm-Moderatorin Sara-Marie Plekat mit Redakteurin Esther Stephan. Expertin in dieser Folge vom „Forschungsquartett“ ist Prof. Susanne Mertens, Direktorin des Max-Planck-Instituts für Kernphysik in Heidelberg.